2019 Fiscal Year Research-status Report
Development of plasma bubble spray administration and clinical application to gastrointestinal cancer
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19K03814
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
森 晃 東京都市大学, 工学部, 教授 (60219996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 千尋 東京都市大学, 工学部, 講師 (00570699)
工藤 美樹 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (80241082)
平田 孝道 東京都市大学, 工学部, 教授 (80260420)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | プラズマ医学 / 大腸癌 / プラズマバブリング液 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
従来型の大気圧ペンシルプラズマの構造を基に、絶縁円筒の中心にプラズマ生成用電極（直径0.5～1.0mm のタンタル線）を通した同軸構造の大気圧プラズマ生成部を作製した。ガラスキャピラリー（プラズマ発生部の内径：8 mm、先端部の内径：1 mm）内にタングステン線（直径：1 mm）を導入し、外部に筒状グランド電極を設置した同軸状構造とする。キャピラリー先端に10cmのシリコンチューブを装着し、生理食塩水が入ったビーカーにシリコンチューブの先端を入れてプラズマフローでバブリングさせた。プラズマ発生条件は周波数3.0kHz，印加電圧13kV、バブリング時間300秒とした。プラズマはヘリウムガスにより発生させ、ガス流量は1.0L/minである。6mlの生理食塩水に対して大気圧低温プラズマをバブリングし，プラズマ照射水を作製した。
結果として、ヘリウムガスのみとプラズマ発生によるバブリング液の比較において（n=5) 硝酸，亜硝酸，過酸化水素が、プラズマ照射水はヘリウムガスのみの照射を行った生理食塩水よりも有意に高い濃度で検出された。また、２時間までの測定ではどの成分においてもプラズマ照射液では減衰しないことが判明した。従って，腸内洗浄後，プラズマ照射水が腸内に滞留している間は硝酸，亜硝酸，過酸化水素は減衰せずに保持されているものと考れられた。
結論として、プラズマ照射水においては硝酸，亜硝酸，過酸化水素が生成されることが確認できた。また，それぞれの成分は2時間経過しても減衰しないことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルス感染症による緊急事態宣言により、大学学内研究室（２月後半より）への立ち入りが制限された。昨年よりプラズマバブリング液作製は可能となり、そのプラズマバブリング液組成成分分析は終了したが、そのバブリング液による細胞レベルでの研究実験ができなくなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
緊急事態宣言が解除されたが、６月末まで研究室の入室制限があるために実験が不可能である。解除後は大腸癌細胞でのプラズマバブリング液の効果を評価する予定である。
硝酸や亜硝酸，過酸化水素といった活性酸素種は，アポトーシスを引き起こすとされている。また，癌細胞は外因性酸化ストレスへの耐性が正常細胞よりも低いとされている。従って，活性酸素種による酸化ストレスが加わったことにより，プラズマ照射水で腸内洗浄を行った大腸癌誘発ラットにおいては大腸癌の進行が抑制されるのではないかと考えられる。
以上より、今後は大腸癌培養細胞と小動物実験による研究を進めたい。
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| Causes of Carryover |
プラズマバブリング液作製は可能となり、そのプラズマバブリング液組成成分分析は終了したが、コロナウイルス感染症による緊急事態宣言により、２月後半より大学学内研究室への立ち入りが制限された。そのために、プラズマバブリング液の細胞レベルでの研究実験ができなくなったために大腸癌細胞購入にあたる費用が残った。今年度に大腸癌細胞を購入して細胞レベルの実験を行う予定である。
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